组合型振荡浮子布置的优化研究

王东

中国海洋大学

摘要：

可再生能源的开发与利用，随化石燃料的枯竭应运而生。海上风能、潮汐能、潮流能、波浪能、温差能与盐差能等海洋能源，得到了重视与深入的研究。波浪能由于分布广泛、能量密度大、清洁可再生等优点而备受关注。我国拥有广阔的海域面积，波浪能开发、利用具有广阔的前景。　　目前，振荡浮子结合液压系统的波能吸收与转化装置成为研究焦点。其形状，尺寸，阻尼，功率控制及装置锚固等均有较为成熟的结论。但是对于装置阵列布局的优化研究较少。　　本文通过研究浮子阵列在实际波况中的分布，寻求波浪与浮子效率间的关系。从而确定浮子阵列的合理布局，提高单位面积波能利用率，保证浮子的启动性能。　　目前，中国海洋大学进行的振荡浮子系列研究基于锥底圆柱浮子。除此之外，国内亦有对圆柱体、球体、球底圆柱等浮子的研究。为使研究成果更具代表性，同时简化工作，文中的研究基于圆柱形浮子。　　本文的主要工作包括:　　1)确定浮子特征值与工况。浮子的特征值包括半径、密度、柱高。工况主要包括浮子所处的水深、入射波的波高和周期。　　2)通过三维数值模拟研究单个浮子，建立电机阻尼力与功率输出的关系，并确定最优阻尼系数。　　3)研究浮子单元周围波能分布，给出浮子阵列的布局方案，并给出对应的优选间距。　　通过数模研究，确定浮子分布成相互垂直的行列式较为合适，根据研究发现的波浪能集中现象确定了海试条件下的优选间距，并给出了普遍状况（半径，周期）下优选间距估算方法，可为数模或物模研究提供起算数据。

关键词：波浪能开发;组合型振荡浮子;阵列布置;布局优化

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：港口、海岸及近海工程

导师姓名：史宏达

学位年度：2015

语种：中文

分类号：P743.2

页数：118

在线出版日期：2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）